精料干酒糟及其可溶物水平对奶牛产奶性能及氮排泄的影响

孙国强 吕永艳 王 玲

(青岛农业大学动物科技学院，青岛 266109)

近年来，由于世界粮食短缺，导致饲料用粮供应日趋紧张，尤其是蛋白质饲料资源更加紧张，奶牛饲料成本不断攀升;此外，奶牛生产过程中大量的氮排泄造成的蛋白质损失和环境污染也愈来愈成为公众关心的焦点。干酒糟及其可溶物(dried distillers grains with solubles，DDGS)是谷物发酵生产酒精的一种主要的副产品，与其他饲料相比，DDGS的蛋白质、能量和磷等含量较高，由于其纤维物质含量比较高，是取代豆粕和玉米粉的绝佳饲料原料，主要用来饲喂反刍动物［1－3］，DDGS 的过瘤胃蛋白质(RUP)比例约为55%［4］，在奶牛生产中是一种较好的RUP饲料，科学开发利用DDGS不仅可以提高蛋白质的利用率、降低饲料成本，同时可以减少氮排泄对环境的污染，有利于奶牛业的健康持续发展。国内外有关DDGS在奶牛生产中的应用研究主要集中在对产奶性能的影响方面。张忠远等［5］对瘤胃缓冲剂和DDGS对奶牛产奶量和乳成分影响的研究表明，合理添加DDGS对于提高产奶量和乳脂率均有益处。王萌等［6］研究表明，随着DDGS添加比例的提高，产奶量有先升高后降低的趋势，以DDGS占饲粮比例为20%时的产奶量最高。Kleinschmit等［7］研究发现，在含有15%DDGS的奶牛饲粮中，以苜蓿干草替代玉米青贮，可增加产奶量，使泌乳后期奶牛的乳蛋白产量呈线性增加，以苜蓿干草作为唯一的粗料来源可以提高饲料转化效率。综合若干试验结果得出，当DDGS在奶牛饲粮中的饲喂量不超过20%时，奶牛的生产性能基本不受影响，但超过30%时则会影响奶牛的生产性能［1］。迄今，尚未见就DDGS对奶牛产奶性能和氮排泄的影响同时进行研究的报道。本试验通过在精料中添加不同水平的DDGS，探讨精料DDGS水平对奶牛主要养分采食量、产奶性能、氮排泄的影响，为在奶牛生产中合理利用DDGS、降低氮排泄和提高蛋白质利用率提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点、时间与材料

本试验于 2013－11－26—2014－02－14 在威海嘉盛乳业公司大疃奶牛良种繁育基地进行。试验期共75 d，其中预试期15 d，正试期60 d。试验用DDGS由该基地提供，经测定，DDGS营养价值(产奶净能为计算值，其他指标为实测值)为:干物质(DM)89.79%，粗蛋白质(CP)25.02%，产奶净能 7.29 MJ/kg，粗脂肪(EE)10.65%，中性洗涤纤维(NDF)35.76%，酸性洗涤纤维(ADF)17.36%，钙(Ca)0.22%，磷(P)0.79%。

1.2 试验动物

选择30头年龄、体重、胎次、产奶量、乳成分和泌乳天数［(115±14)d］相近的健康荷斯坦泌乳奶牛作为试验动物。

1.3 饲养管理

试验牛集中在同一牛舍，由专人负责，分组饲养。奶牛采用全混合日粮(TMR)(人工将切碎的粗料与精料搅拌均匀，水分含量为52%)饲喂，自由采食，自由饮水，散放式管理，保持圈舍清洁卫生，每天随时观察牛的食欲、反刍、精神、粪尿等行为情况，做好每一项记录。每天早(03:00)、中(10:00)、晚(17:00)3次挤奶。

1.4 试验设计与饲粮

采用单因子完全随机试验设计，将30头奶牛随机分为5个组，1个对照组，4个试验组。试验前各组奶牛产奶量及乳成分经方差检验显示差异不显著(P＞0.05，表 1)。对照组精料不添加DDGS，试验Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组分别以10.0%、17.5%、25.0%和 32.5%的 DDGS 等比例替代精料中花生粕、棉籽粕、豆粕和玉米。精料组成及营养水平见表2。精料饲喂量每天每头为9 kg，粗料由苜蓿干草和全株玉米青贮组成，饲喂量为每头每天6 kg苜蓿干草和22 kg全株玉米青贮，另外每天每头饲喂5 kg苹果渣。

表1 试验前奶牛产奶量及乳成分Table 1 Milk yield and milk composition of dairy cows before test

1.5 测定指标与方法

1.5.1 饲粮主要养分采食量

分别于正试期第0(正试期开始当天)、30和60天，连续3 d记录各组奶牛的TMR投料量和剩料量，计算TMR的日均采食量，根据TMR的日均采食量及主要养分含量计算DM、CP、NDF、ADF、Ca、P的采食量。TMR主要养分含量的测定采用张丽英［8］的方法。

表2 精料组成及营养水平(干物质基础)Table 2 Composition and nutrient levels of concentrates(DM basis) %

1.5.2 日均产奶量

正试期内每隔10 d记录1次全天产奶量，连续记录2 d，用2 d产奶量的平均值作为测定日的日均产奶量。通过利拉伐鱼骨式挤奶厅挤奶，自动显示产奶量。

1.5.3 乳样采集与乳成分分析

预试期结束后，正试期第 0、10、20、30、40、50、60天采集乳样，早(03:00)、中(10:00)、晚(17:00)3次按4∶3∶3的比例共收集50 mL乳样，加入重铬酸钾防腐剂(0.6 mg/mL)后混合均匀，－4℃冷藏用于检测乳常规成分。乳脂率、乳蛋白率、乳糖率等乳常规成分的测定采用乳成分分析仪(CombiFoss FT+，丹麦Foss公司)，取各天平均值为乳成分含量。

1.5.4 粪样的采集与制备

于正试期第0、30和60天，连续3 d全天使用带盖的集粪桶进行全收粪，混合每天所收集的粪样，称重记录，而后取总粪重的5%按每100 g粪样加入10.0%硫酸25 mL固氮，再加入0.5 mL甲苯用于防腐，装于自封袋。将3 d粪样充分混合后取其总重的1/3置于烘箱65℃烘干至恒重，过40目筛，混匀保存，用于测定氮含量。

1.5.5 尿样的采集与制备

于正试期第0、30和60天通过人工接尿方式分别于上午、下午与晚上各采集1次尿液，混匀，取尿样200 mL，按一定比例加98%浓硫酸以调整尿液pH低于3，在－20℃保存，以备分析尿氮含量以及尿肌酐含量。

1.5.6 粪氮排泄量

采用凯氏定氮法测定粪氮含量，根据排粪量和测定的粪含氮量，计算粪氮排泄量。

1.5.7 尿氮排泄量

采用苦味酸法测定尿肌酐含量。试剂盒由南京建成生物工程研究所提供，测定步骤按照试剂盒说明进行。以尿肌酐(每头牛每天1 kg体重排出约29 mg)为标记计算奶牛的日排尿量［9］;采用凯氏定氮法测定尿氮含量，根据排尿量和尿氮含量计算尿氮排泄量。

1.5.8 总氮排泄量

总氮排泄量=粪氮排泄量+尿氮排泄量。

1.6 数据处理

试验数据采用Excel进行初步整理分析，采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析，使用LSD检验法进行各组间的多重比较，试验数据用“平均值±标准差”表示。

2 结果

2.1 精料 DDGS水平对奶牛饲粮主要养分采食量的影响

从表3可以看出，第0、30和60天，试验Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组与对照组的DM采食量无显著差异(P＞0.05)，而显著高于试验Ⅳ组(P＜0.05)，说明DDGS添加水平在一定范围内不影响DM采食量，而超过一定范围后则趋于降低DM采食量。在CP采食量方面，第0、30和60天，4个试验组间无显著差异(P＞0.05)，试验Ⅰ组、Ⅱ组与对照组之间无显著差异(P＞0.05)，而试验Ⅲ组和Ⅳ组显著低于对照组(P＜0.05)。在 NDF和ADF以及 Ca采食量上，4个试验组和对照组之间均无显著差异(P＞0.05)。在P采食量上，试验Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组显著高于对照组(P＜0.05)，与试验Ⅰ组间不存在显著差异(P＞0.05)，试验Ⅰ组与对照组间的差异也不显著(P＞0.05)。

表3 精料DDGS水平对奶牛饲粮主要养分采食量的影响Table 3 Effects of DDGS level in concentrate on main nutrients intake of dairy cows kg/d

2.2 精料 DDGS水平对奶牛日均产奶量及乳成分的影响

从表4可以看出，第0、10、20天，各组间的日均产奶量无显著差异(P＞0.05);而第 30、40、50、60天以及整个正试期的平均值，对照组和试验Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组的日均产奶量均显著高于试验Ⅳ组(P＜0.05)，分别提高了 6.17%、8.27%、9.06%和9.59%，这 4 个组间则无显著差异(P＞0.05)，从数值来看，试验Ⅲ组是最高的。在饲料成本方面，4个试验组间无显著差异(P＞0.05)，试验Ⅰ组、Ⅱ组与对照组之间无显著差异(P＞0.05)，而试验Ⅲ组和试验Ⅳ组显著低于对照组(P＜0.05)。在经济效益上，试验Ⅲ组显著高于试验Ⅳ组和对照组(P＜0.05)，而与试验Ⅰ组、Ⅱ组间无显著差异(P＞0.05)。

表4 精料DDGS水平对奶牛日均产奶量的影响Table 4 Effects of DDGS level in concentrate on average daily milk yield of dairy cows

从表5可以看出，精料中添加不同水平的DDGS对奶牛乳成分未产生显著影响(P＞0.05)。由于各组乳成分差异不显著(P＞0.05)，在整个试验期日均产奶量上，除试验Ⅳ组显著低于对照组(P＜0.05)外，其余3个试验组与对照组间均无显著差异(P＞0.05)，说明仅试验Ⅳ组精料中 DDGS的添加水平对奶牛的产奶性能产生了不利影响。

表5 精料DDGS水平对奶牛乳成分的影响Table 5 Effects of DDGS level in concentrate on milk composition of dairy cows %

2.3 精料 DDGS水平对奶牛粪氮、尿氮、总氮排泄量的影响

从表6可以看出，第0、30和60天粪氮排泄量以及整个正试期的平均值，随精料DDGS水平的升高有逐渐减少的趋势，试验组间无显著差异(P＞0.05)，而对照组均显著高于试验Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组(P＜0.05)，与试验Ⅰ组间无显著差异(P＞0.05)。

第0天，对照组尿氮排泄量极显著高于试验Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组(P＜0.01)，显著高于试验Ⅰ组(P＜0.05)，试验Ⅰ组极显著高于试验Ⅲ组和Ⅳ组(P＜0.01)，显著高于试验Ⅱ组(P＜0.05)，试验Ⅱ组极显著高于试验Ⅳ组(P＜0.01)，显著高于试验Ⅲ组(P＜0.05)，试验Ⅲ组显著高于试验Ⅳ组(P＜0.05);第30天，对照组、试验Ⅰ组和Ⅱ组尿氮排泄量均极显著高于试验Ⅳ组(P＜0.01)，对照组、试验Ⅰ组显著高于试验Ⅱ组、Ⅲ组(P＜0.05)，试验Ⅲ组显著高于试验Ⅳ组(P＜0.05)，试验Ⅱ组与试验Ⅲ组无显著差异(P＞0.05)，对照组与试验Ⅰ组间差异不显著(P＞0.05);第60天及整个正试期的平均值，对照组、试验Ⅰ组和Ⅱ组尿氮排泄量均极显著高于试验Ⅳ组(P＜0.01)，显著高于试验Ⅲ组(P＜0.05)，试验Ⅲ组显著高于试验Ⅳ组(P＜0.05)，对照组和试验Ⅰ组显著高于试验Ⅱ组和Ⅲ组(P＜0.05)，试验Ⅱ组显著高于试验Ⅲ组(P＜0.05)，而对照组与试验Ⅰ组间差异不显著(P＞0.05)。

第60天和整个正试期的平均值，对照组和试验Ⅰ组、Ⅱ组总氮排泄量均极显著高于试验Ⅳ组(P＜0.01)，对照组显著高于试验Ⅰ组(P＜0.05)，极显著高于试验Ⅱ组、Ⅲ组(P＜0.01);试验Ⅰ组显著高于试验Ⅱ组和Ⅲ组(P＜0.05);试验Ⅱ组显著高于试验Ⅲ组(P＜0.05);试验Ⅲ组显著高于试验Ⅳ组(P＜0.05)。4个试验组整个正试期总氮排泄量的平均值分别比对照组下降了4.19%、9.36%、12.08%和18.02%，仅从试验期总氮排泄量方面考虑，试验Ⅳ组是最少的。

表6 精料DDGS水平对奶牛粪氮、尿氮、总氮排泄量的影响Table 6 Effects of DDGS level in concentrate on excretions of fecal nitrogen，urinary nitrogen and total nitrogen of dairy cows g/d

3 讨论

3.1 精料 DDGS水平对奶牛饲粮主要养分采食量的影响

DDGS具有较好的适口性，在饲粮中添加DDGS时，在适宜的范围内一般不会对DM采食量和产奶量有负面影响［1］。本试验中DDGS在奶牛精料中的添加水平为 0、10.0%、17.5%和 25.0%时，奶牛的DM采食量没有显著性差异，当添加水平增加到32.5%时，奶牛的DM采食量虽然与对照组相比无显著性差异，但与3个试验组相比却出现显著下降，与欧阳增理等［10］的报道基本一致。分析原因可能是当DDGS在奶牛精料中的添加水平由10.0%增加到25.0%时，瘤胃降解蛋白质虽然逐渐减少，但并没有影响瘤胃微生物特别是纤维素分解菌的生长繁殖，当增加到32.5%时，瘤胃降解蛋白质的减少达到了抑制瘤胃微生物生长繁殖的程度，进而影响了饲料特别是粗料在瘤胃中降解，使瘤胃排空速度下降，从而降低了DM采食量。也可能是其他什么原因，有待于进一步研究探讨。

3.2 精料 DDGS水平对奶牛日均产奶量及乳成分的影响

本试验在整个试验过程中，DDGS在奶牛精料中的添加水平为 0、10.0%、17.5%和 25.0%时，日均产奶量没有出现明显差异，当增加到32.5%时，日均产奶量显著降低。许多前人的研究结果［6，11－14］与本试验是相似的或一致的，但也有不一致的研究报道［15－16］，可能与 DDGS 来源以及精、粗料组成等方面有关，应做进一步的研究。本试验在整个试验过程中，对照组与各试验组间在乳脂率、乳蛋白率、乳糖率及总固形物率方面均无显著性差异，这与一些前人的研究［9，13－14，17－18］结果是基本一致的，也有的研究［5，18］与本试验结果不一致，可能与DDGS质量、饲粮中精料组分、赖氨酸水平、粗料品质等有关。本试验中，对照组与试验Ⅲ组、Ⅳ组在饲料成本上的差异主要是精料DDGS水平不同而造成饲粮CP含量及其采食量不同之故;而在经济效益上，对照组和试验Ⅳ组低于试验Ⅲ组是因为日均产奶量和饲料成本2方面的原因。

3.3 精料DDGS水平对奶牛粪氮、尿氮排泄量的影响

本试验由于DDGS替换相应比例的饼粕和玉米而使试验组饲粮的CP水平和采食量依次降低，这可能是4个试验组与对照组相比以及4个试验组间相比，奶牛粪氮排泄量出现逐渐降低趋势的原因，也是试验Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组奶牛粪氮排泄量显著低于对照组的原因。这与赵鹏［19］的研究结果相似，而与翟少伟［20］的研究结果不一致。本试验结果表明，CP采食量显著影响尿氮的排泄量，这与赵鹏［19］和翟少伟［20］的研究结果是一致的。

3.4 精料DDGS水平对奶牛总氮排泄量的影响

日总氮排泄量为粪氮、尿氮日排泄量的总和。奶牛饲粮CP水平和总氮排泄量之间具有直接的关系。当蛋白质饲喂过量时，75%～85%来自于饲料中的氮被排泄掉［19］。本试验结果表明，随着CP采食量的减少，总氮排泄量显著减少，这与翟少伟［20］和赵鹏［19］的研究结果是一致的;同时本试验随着CP采食量的减少和精料DDGS水平的增加，试验组的RUP水平也在提高，说明适当提高饲粮中的RUP比例，可以减少瘤胃氨态氮的损失和尿氮的排泄，提高氮的消化率和代谢率，减少总氮排泄量，这与倪丽丽等［9］的研究结果是一致的。

4 结 论

综合考虑奶牛产奶性能、经济效益和氮排泄，在本试验条件下，奶牛精料中适宜的DDGS水平为 25.0%。

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